Imaging Materials von der Biologie bis Electronics mit Piezoresponse Force Microscopy (PFM) und NTEGRA Instruments von NT-MDT

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Hintergrund
Einführung
Hexagonal Domains in Lithiumniobat
Ferroelektrische Domain Patterns in Multiferroische Manganit
Die Ausstattung

Hintergrund

NT-MDT Co. wurde 1991 mit dem Zweck, alle gesammelten Erfahrungen und Kenntnisse auf dem Gebiet der Nanotechnologie für Forscher mit den Instrumenten geeignet, um jede mögliche Aufgabe Verlegung im Nanometer-Maßstab Dimensionen lösen Versorgung gelten gegründet. Die Firma NT-MDT wurde in Zelenograd gegründet - das Zentrum der russischen Microelectronics. Die Produkte der Entwicklung befinden sich auf der Kombination der MEMS-Technologie, Leistungsfähigkeit moderner Software, die Verwendung von High-End-mikroelektronischen Komponenten und feinmechanische Teile. Als kommerzielles Unternehmen NT-MDT Co. besteht seit 1993.

Einführung

Die elektro-mechanische Kopplung Verhalten vieler Materialien in Systeme von bio Basis Zellmembranen und Proteine ​​zu ferroelektrischen und piezoelektrischen elektronische Materialien können nun in allen Einzelheiten über analysiert werden Piezoresponse Force Microscopy (PFM) .

Dieses bildgebende Verfahren ist von besonderem Interesse in der Entwicklung von neuartigen elektronischen Geräten zum Beispiel solche auf Basis von ferroelektrischen Domänen-Umschaltung - Systeme ein großes Potenzial für zukünftige Entwicklungen in Bereichen wie Computer-Speicher.

PFM verwendet ein Rasterkraftmikroskop, die in den Kontakt-Modus mit einer Wechselspannung angelegt, um die Sondenspitze (siehe Abb. 1). Diese Technik ist besonders attraktiv, da es eine hohe laterale Auflösung von nur ~ 10-20 nm zusammen mit einer erstaunlichen Sensibilität ~ 0,1 pm / V.

Abbildung 1. Schematischer Aufbau eines Raster-Kraft-Sonde Betrieb als Piezoresponse Force Microscope. Wenn Sie möchten, dass vollständige Animationen zu sehen, besuchen Sie bitte diese Seite

Die Abbildung der ferroelektrischen Domänen mit dieser Technik möglich ist, aufgrund der Tatsache, dass ferroelektrische Verhalten Piezoelektrizität impliziert und damit die Abbildung der piezoelektrischen Reaktion eines Materials bietet ein direktes Abbild der ferroelektrischen Domänen-Struktur.

Hexagonal Domains in Lithiumniobat

Abbildung 2. Das Bild zeigt die hexagonale Domänen-Struktur von Lithiumniobat - eine Struktur, in der Regel von der Raumtemperatur elektrisches Feld Polung produziert. Lithiumniobat ist ein wichtiger Werkstoff für den Einsatz in Telekommunikations-und optische Geräte wie Wellenleiter und Modulatoren.

Die Probe wurde freundlicherweise von C. Gawith, Optoelectronics Research Centre der University of Southampton gegeben. Image courtesy of T. Jungk, A. Hoffmann, E. Soergel, Universität Bonn.

Ferroelektrische Domain Patterns in Multiferroische Manganit

Abbildung 3. Das Bild wurde von der polierten Oberfläche einer z-cut ferroelektrischen Einkristall mit PFM produziert. Die Unregelmäßigkeit des Bildes zeigt brechen ferroelektrischen Ordnung durch die zufällige Felder aus.

Scan Größe 50 x 50 um, hergestellt unter Verwendung eines NTEGRA Solaris-System mit AFM Kopf. Die Probe wurde freundlicherweise von Dr. M. Fiebig gegeben. Bild mit freundlicher Genehmigung Dr. T. Jungk, Dr. F. Johann, Dr. A. Hoffmann, Dr. E. Soergel, Universität Bonn, Deutschland

Die Ausstattung

Ein typisches PFM Set-up würde nutzen NTEGRA Aura Bildaufnahme mit DCP11 Sonden.

Abbildung 4. Probe Nanolabor NTEGRA Aura ist für ein Studium in den Bedingungen der kontrollierten Umgebung und geringes Vakuum bestimmt.

Abbildung 5. DCP 11 Probe. Linkes Bild - Spitze mit Diamant-Beschichtung. Typische Krümmungsradius ein Tipp: 70 nm. Bild rechts: Spitzenhöhe: 10 bis 15 um.

Quelle: NT-MDT Co.

Für weitere Informationen über diese Quelle besuchen Sie bitte die NT-MDT Co.